(57)【要約】  光学反射素子は、枠体と、一対のミアンダ形の振動部と、反射面を有するミラー部と、一対の保護梁とを有する。振動部の外端はそれぞれ、枠体の内側の対向部分に支持されている。ミラー部は、振動部のそれぞれの内端で支持されている。保護梁は枠体の内側の対向部分のそれぞれからミラー部へ向けて形成され、振動部の振動軸と所定の間隔をおいて平行に設けられている。
2011121946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠体と、
前記枠体の内側の対向部分に外端がそれぞれの支持された一対のミアンダ形の振動部と、
反射面を有し、前記振動部のそれぞれの内端で支持されたミラー部と、
前記枠体の内側の前記対向部分のそれぞれから前記ミラー部へ向けて形成され、前記振動部の振動軸と所定の間隔をおいて平行に設けられた一対の保護梁と、を備えた、
光学反射素子。
【請求項２】
前記一対の保護梁は前記ミラー部の前記反射面の反対側に形成され、前記ミラー部に対向する位置で互いに繋がっている、
請求項１記載の光学反射素子。
【請求項３】
第１枠体と、
前記第１枠体の内側の第１対向部分にそれぞれの外端が支持された一対のミアンダ形の第１振動部と、
反射面を有し、前記第１振動部のそれぞれの内端で支持されたミラー部と、
前記第１枠体が内側に配置された第２枠体と、
前記第２枠体の内側の第２対向部分に外端が支持され、内端で前記第１枠体を支持するとともに、振動軸が前記第１振動部の振動軸と直交している一対のミアンダ形の第２振動部と、
前記第２枠体の内側の前記第２対向部分のそれぞれから前記第１枠体へ向けて形成され、前記第２振動部の振動軸と所定の間隔をおいて平行に設けられた一対の外保護梁と、を備えた、
光学反射素子。
【請求項４】
前記外保護梁のそれぞれの先端と前記第１枠体との間には間隔がある、
請求項３記載の光学反射素子。
【請求項５】
前記第１枠体の内側の前記対向部分のそれぞれから前記ミラー部へ向けて形成され、前記第１振動部の振動軸と所定の間隔をおいて平行に設けられた一対の内保護梁をさらに備えた、
請求項３記載の光学反射素子。
【請求項６】
前記一対の内保護梁は前記ミラー部の前記反射面の反対側に形成され、前記ミラー部に対向する位置で互いに繋がっている、
請求項５記載の光学反射素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイ等の画像投影装置に用いられる光学反射素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は従来の光学反射素子の斜視図である。光学反射素子１は、内枠５と、ミアンダ形の一対の第１振動部４、８と、外枠２と、ミアンダ形の一対の第２振動部６、７と、ミラー部９とを有する。第２振動部６、７の外端は外枠２の内側の対向部分に支持されている。内枠５は第２振動部６、７のそれぞれの内端で支持されている。第１振動部４、８の外端は、内枠５の内側の、第１振動部の振動軸Ｓ１２と直交した対向部分に支持されている。第１振動部４、８は振動軸Ｓ１１を有する。ミラー部９は第１振動部４、８のそれぞれの内端で支持されている。【０００３】
光学反射素子１では、ミラー部９および内枠５が質量体として機能する。これらの質量体は、第２振動部６、７、あるいは第１振動部４、８のねじり振動や揺動によって振動する。【０００４】
このような構造の光学反射素子１が、外乱振動と共振したり、あるいは外部から衝撃を受けたりすると、内枠５やミラー部９が大きく振幅する。それに従って第１振動部４、８が変形し、変形の許容範囲を超えると第１振動部４、８が損傷する。このように光学反射素子１では、外乱振動や外部からの衝撃を受けた際に損傷することがある。【０００５】
光学反射素子１の損傷を抑制するために、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の少なくとも一方および／またはＺ軸方向に振幅を抑制する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。具体的には、外枠２及び内枠５に凹凸部を形成することでＸ軸方向またはＹ軸方向の衝撃を抑制している。そしてこのように衝撃対策を施した一体構造は、光学反射素子を作製する際のマスク設計を変更することで、容易に形成される。Ｚ軸方向に対してはこのような対策が困難であり、衝撃対策用の部材として例えばプロテクタを設けＺ軸方向の振幅を抑制している。【０００６】
しかしながら、Ｚ軸方向の振幅を抑制するためにプロテクタを設けると、部品点数の増加、組み立て時のアライメント精度の問題が生じる。さらには、第１振動部４、８、第２振動部６、７が動くのでどうしてもプロテクタを第１振動部４、８、第２振動部６、７とは離れた所に形成する必要がある。そのため、小型化が難しく、しかも大きな衝撃には耐えられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１９７６６２号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明はＺ軸方向の耐衝撃性を高めた光学反射素子である。本発明による第１の光学反射素子は、枠体と、一対のミアンダ形の振動部と、反射面を有するミラー部と、一対の保護梁とを有する。それぞれの振動部の外端は、枠体の内側の対向部分に支持されている。ミラー部は、振動部のそれぞれの内端で支持されている。保護梁は枠体の内側の対向部分のそれぞれからミラー部へ向けて形成され、振動部の振動軸と所定の間隔をおいて平行に設けられている。
【０００９】
また本発明による第２の光学反射素子は、第１枠体と、一対のミアンダ形の第１振動部と、反射面を有するミラー部と、第２枠体と、一対のミアンダ形の第２振動部と、一対の外保護梁とを有する。第１振動部のそれぞれの外端は、第１枠体の内側の第１対向部分に支持されている。ミラー部は第１振動部のそれぞれの内端で支持されている。第１枠体は第２枠体の内側に配置されている。第２振動部の外端は第２枠体の内側の第２対向部分に支持されている。第２振動部はその内端で第１枠体を支持している。第２振動部の振動軸は第１振動部の振動軸と直交している。外保護梁は第２枠体の内側の第２対向部分のそれぞれから第１枠体へ向けて形成され、第２振動部の振動軸と所定の間隔をおいて平行に設けられている。
【００１０】
このいずれかの構成により、Ｚ軸方向の耐衝撃性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の実施の形態における光学反射素子の上面斜視図である。
【図２】図２は本実施の形態に示す光学反射素子の下面斜視図である。
【図３】図３は本実施の形態１に示す光学反射素子の第１振動部の斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは図１に示す光学反射素子の製造方法を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは図１に示す光学反射素子の製造方法における図４Ａに続くステップを示す断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは図１に示す光学反射素子の製造方法における図４Ｂに続くステップを示す断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは図１に示す光学反射素子の製造方法における図４Ｃに続くステップを示す断面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは図１に示す光学反射素子の製造方法における図４Ｄに続くステップを示す断面図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは図１に示す光学反射素子の製造方法における図４Ｅに続くステップを示す断面図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態における他の光学反射素子の断面図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態におけるさらに他の光学反射素子の断面図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態における他の光学反射素子の上面斜視図である。
【図８】図８は従来の光学反射素子の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１、図２は本発明の実施の形態における光学反射素子の上面斜視図と下面斜視図である。光学反射素子２１は、第１枠体２４と、ミアンダ形の第１振動部２５Ａ、２５Ｂと、ミラー部２６と、第２枠体２２と、ミアンダ形の第２振動部２３Ａ、２３Ｂと、一対の外保護梁２８Ａ、２８Ｂと、内保護梁２７とを有する。
【００１３】
第１枠体２４および第２枠体２２は上面視で方形形状である。第１枠体２４は第１辺２４１と、第１辺２４１と隣り合う第２辺２４２と、第１辺２４１に対向し、第２辺２４２と隣り合う第３辺２４３と、第２辺２４２に対向する第４辺２４４とを有する。
【００１４】
第２枠体２２は、第５辺２２５と、第５辺２２５と隣り合う第６辺２２６と、第５辺２２５に対向し、第６辺２２６と隣り合う第７辺２２７と、第６辺２２６に対向する第８辺２２８とを有する。第１枠体２４は第２枠体２２の内側に配置されている。
【００１５】
第１振動部２５Ａ、２５Ｂの複数の直線状部分はＸ軸方向にほぼ平行に延設されている。第１振動部２５Ａ、２５Ｂはミラー部２６のほぼ中心を通り、Ｙ軸にほぼ平行な振動軸Ｓ１を有する。振動軸Ｓ１と交差するこれらの直線状部分が同一平面上で折り返し連結されてミアンダ形状を形成している。振動軸Ｓ１は、ミラー部２６のほぼ中心を通り、第１振動部２５Ａ、２５Ｂは振動軸Ｓ１と直交する振動軸Ｓ２に対して線対称形、もしくは振動軸Ｓ１と振動軸Ｓ２との交点に対して点対称形である。
【００１６】
第２振動部２３Ａ、２３Ｂの複数の直線状部分はＹ軸方向にほぼ平行に延設されている。第２振動部２３Ａ、２３Ｂは第１枠体２４のほぼ中心を通り、Ｘ軸にほぼ平行な振動軸Ｓ２を有する。振動軸Ｓ２と交差するこれらの直線状部分が同一平面上で折り返し連結されてミアンダ形状を形成している。振動軸Ｓ２は、第１枠体２４のほぼ中心を通り、第２振動部２３Ａ、２３Ｂは振動軸Ｓ２と直交する振動軸Ｓ１に対して線対称形、もしくは振動軸Ｓ１と振動軸Ｓ２との交点に対して点対称形である。また、振動軸Ｓ１と振動軸Ｓ２とは、ミラー部２６のほぼ中心で直交する関係にある。
【００１７】
このように第１振動部２５Ａ、２５Ｂ、第２振動部２３Ａ、２３Ｂをミアンダ形とすることによって、第１振動部２５Ａ、２５Ｂ、第２振動部２３Ａ、２３Ｂが弾性変形しやすくなる。その結果、効率よく大きな振幅を得られ、さらには光学反射素子２１の小型化に寄与することができる。
【００１８】
第１振動部２５Ａの外端は、第１枠体２４の第１辺２４１の内側に支持され、第１振動部２５Ｂの外端は、第１枠体２４の第３辺２４３の内側に支持されている。すなわち、第１振動部２５Ａ、２５Ｂは第１枠体２４の内側の第１対向部分である第１辺２４１と第３辺２４３にそれぞれの外端が支持されている。ミラー部２６は反射面を有し、第１振動部２５Ａ、２５Ｂのそれぞれの内端で支持されている。
【００１９】
第２振動部２３Ａの外端は第２枠体２２の第５辺２２５の内側に支持され、第２振動部２３Ａの内端は第１枠体２４を支持している。第２振動部２３Ｂの外端は第２枠体２２の第７辺２２７の内側に支持され、第２振動部２３Ｂの内端は第１枠体２４を支持している。すなわち、第２振動部２３Ａ、２３Ｂのそれぞれの外端は、第２枠体２２の内側の第２対向部分である第５辺２２５と第７辺２２７に支持され、それぞれの内端で第１枠体２４を支持している。また第２振動部２３Ａ、２３Ｂの振動軸Ｓ２は、第１振動部２５Ａ、２５Ｂの振動軸Ｓ１と直交している。
【００２０】
第１枠体２４の第２辺２４２は第２振動部２３Ａを挟んで第２枠体２２の第５辺２２５と対向し、第４辺２４４は第２振動部２３Ｂを挟んで第７辺２２７と対向している。
【００２１】
次に、内保護梁２７について説明する。内保護梁２７は第１枠体２４の第１辺２４１からミラー部２６へ向けて形成され、さらに第３辺２４３に延びている。すなわち内保護梁２７は第１振動部２５Ａ、２５Ｂの振動軸Ｓ１と略平行に、所定の間隔（Ｚ軸方向の間隔）をおいて対向している。あるいは、内保護梁２７は第１振動部２５Ａ、２５Ｂの振動軸Ｓ１の直下に、所定の間隔を設けて第１枠体２４の内側からミラー部２６の中心部を通り形成されている。内保護梁２７と第１枠体２４および第２枠体２２は、図２のようにミラー部２６の反射面に対して裏面側から見たとき同一平面に形成されている。
【００２２】
内保護梁２７の端部は第１枠体２４とつなげて形成されている。したがって第１振動部２５Ａ、２５Ｂとミラー部２６は内保護梁２７に拘束されることなく、弾性変形可能である。また、内保護梁２７は長いので可撓性をもっており、クッション性に優れている。そのため、内保護梁２７により、Ｚ軸方向の衝撃に対して高い耐衝撃性を有する。つまり、外部振動などにより第１枠体２４がＺ軸方向に変位した場合であっても、内保護梁２７に第１振動部２５Ａ、２５Ｂの一部が当接することで、過剰な変位を抑制することができる。Ｚ軸方向の一定以上の第１振動部２５Ａ、２５Ｂの振幅を抑制することができ、Ｚ軸方向の耐衝撃性を高めることができる。
【００２３】
内保護梁２７は振動軸Ｓ１に対向するよう形成されているため、ミラー部２６を、Ｙ軸方向の振動軸Ｓ１を中心として大きく反復回転振動させることができる。そして、このように内保護梁２７と第１振動部２５Ａ、２５Ｂとを接近させることで、光学反射素子２１を小型化、軽量化できるとともに、耐衝撃性を高めることができる。
【００２４】
内保護梁２７はミラー部２６の下に形成されている。しかしながら内保護梁２７の形状はこれに限定されない。第１振動部２５Ａ、２５Ｂの振動軸Ｓ１の直下に、所定の間隔を設けて第１枠体２４の内側からミラー部２６の中心部に向かって形成されていれば、ミラー部２６の下に形成されていなくてもよい。
【００２５】
ただし、このように第１枠体２４の内側の対向部分からミラー部２６の中心部に向かって一対の内保護梁を設ける構成を、後述するエッチングによって形成する場合、マスクパターンが複雑になる。そのため、ミラー部２６の反射面と反対側に、第１枠体２４の内側の対向部分の一方からミラー部２６の中心部を通り、第１枠体２４の内側の対向部分の他方へ延びる内保護梁２７を形成するほうが製造上は好ましい。すなわち、一対の保護梁がミラー部２６の反射面の反対側に形成され、ミラー部２６に対向する位置で互いに繋がっていることが好ましい。
【００２６】
なお、内保護梁２７は第１振動部２５Ａ、２５Ｂの片面側にしか設けられていないが、この構成でも実用上、Ｚ軸方向の衝撃に十分対応することができる。なお、さらにＺ軸方向の耐衝撃性を高めたい場合には反対側にも別体のカバー等をつければよい。
【００２７】
次に、外保護梁２８Ａ、２８Ｂについて説明する。外保護梁２８Ａ、２８Ｂは、第１枠体２４の垂直方向の振動を抑制するために設けられている。
【００２８】
外保護梁２８Ａは第２枠体２２の第５辺２２５から第１枠体２４へ向けて形成され、第２振動部２３Ａ、２３Ｂの振動軸Ｓ２と所定の間隔をおいて対向している。外保護梁２８Ｂは第２枠体２２の第７辺２２７から第１枠体２４へ向けて形成され、振動軸Ｓ２と所定の間隔をおいて対向している。すなわち、外保護梁２８Ａ、２８Ｂは第２枠体２２の内側の第２対向部分のそれぞれから第１枠体２４へ向けて形成され、振動軸Ｓ２と所定の間隔をおいて平行に設けられている。外保護梁２８Ａ、２８Ｂと第１枠体２４および第２枠体２２は、図２のようにミラー部２６の反射面に対して裏面側から見たとき同一平面に形成されている。
【００２９】
第２枠体２２もまた、第１枠体２４と同様に弾性変形可能である。外保護梁２８Ａ、２８Ｂは長いので可撓性をもっており、クッション性に優れている。そのため、光学反射素子２１は第２振動部２３Ａ、２３Ｂに関してもＺ軸方向の衝撃に対して高い耐衝撃性を有する。すなわち、外部振動などにより第１枠体２４がＺ軸方向に変位した場合であっても、外保護梁２８Ａ、２８Ｂにそれぞれ、第２振動部２３Ａ、２３Ｂの一部が当接する。そのため、第１枠体２４の過剰な変位を抑制することが可能とり、その結果、Ｚ軸方向の耐衝撃性を高めることができる。
【００３０】
また、外保護梁２８Ａの先端と第１枠体２４との間には間隔があり、外保護梁２８Ｂの先端と第１枠体２４との間には間隔があることが好ましい。この構成では、外部振動などにより第１枠体２４が振動軸Ｓ２（Ｘ軸）に沿って変位した場合、外保護梁２８Ａ、２８Ｂの先端部に第１枠体２４が当接する。そのため、過剰な変位を抑制することができる。その結果、Ｚ軸方向とともに水平方向（少なくともＸ軸方向）の両方に対して耐衝撃性を向上させることができる。
【００３１】
また、外保護梁２８Ａ、２８Ｂを第２枠体２２と一体で設けることで、小型化と高周波化に有利となる。すなわち、別体のカバーを設ける必要がないため、光学反射素子２１を薄くして小型化することができる。また、第１枠体２４および第２枠体２２に凹凸部を設けて第２振動部２３Ａ、２３Ｂに余計な質量を付加する必要がないので、特に振動軸Ｓ２まわりの駆動を高周波化することができる。
【００３２】
外保護梁２８Ａ、２８Ｂは振動軸Ｓ２に平行に対向するよう第２枠体２２の短辺である第５辺２２５と第７辺２２７に形成されている。一方、内保護梁２７は振動軸Ｓ１に平行に対向するよう第１枠体２４の短辺である第１辺２４１と第３辺２４３に形成されている。そのため、ミラー部２６を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの振動軸Ｓ２、振動軸Ｓ１を中心として大きく反復回転振動させることができる。そして、このように内保護梁２７と第１振動部２５Ａ、２５Ｂとが接近し、外保護梁２８Ａ、２８Ｂと第２振動部２３Ａ、２３Ｂとが接近している。そのため、光学反射素子２１を小型化、軽量化できるとともに、耐衝撃性をさらに高めることができる。
【００３３】
さらに、外保護梁２８Ａ、２８Ｂにより、第１枠体２４の中心を振動軸Ｓ１上に位置決めできる。そしてミラー部２６のほぼ中心にある重心を不動点として第１枠体２４およびミラー部２６を反復回転振動させることができ、高精度に画像を投影することができる。
【００３４】
なお、図１、図２に示す構成では、第２枠体２２の短辺側から延伸させた外保護梁２８Ａ、２８Ｂが設けられている。外保護梁２８Ａ、２８Ｂはミラー部２６上には設けられていない。これ以外に、内保護梁２７をミラー部２６に対向する箇所で分割し、外保護梁２８Ａ、２８Ｂをミラー部２６に対向する箇所で連結して一本の外保護梁を形成してもよい。この場合、図１のようにミラー部２６の反射面が上側になるように配置した状態で、第１枠体２４の下面が、少なくともこの一本の外保護梁の上面より上になるように形成する。後述するように中間層をエッチングして保護梁を形成する場合、第１枠体２４と第１振動部２５Ａ、２５Ｂを同一面に設けることで生産性が向上する。
【００３５】
なお図２に示す構成では、外保護梁２８Ａ、２８Ｂは光学反射素子２１の片面にしか設けられていない。しかしながら、第２振動部２３Ａ、２３Ｂは第１振動部２５Ａ、２５Ｂと比較して、構造上共振周波数が低く、変位量も大きい。そのため、外保護梁２８Ａ、２８Ｂは両面に設けることが望ましい。またはいずれか一方を別体のカバーとしてもよい。
【００３６】
次に図３を参照しながら光学反射素子２１の動作を簡単に説明する。少なくとも第１振動部２５Ａ、２５Ｂの上には一対の独立した振動電極１４Ａ、１４Ｂが形成されている。第１振動部２５Ａを構成する複数の直線状部分である振動板の隣り合う２つにおいて、一方では振動電極１４Ａの幅が広く、他方では振動電極１４Ｂの幅が広く形成されている。第１振動部２５Ｂにも同様に振動電極１４Ａ、１４Ｂが形成されている。このように形成された振動電極１４Ａ、１４Ｂに、第１振動部２５Ａ、２５Ｂに固有の振動周波数の電圧を印加する。このとき、第１振動部２５Ａ、２５Ｂの振動電極に逆位相の交流電圧を印加すれば、第１振動部２５Ａ、２５Ｂはそれぞれ逆方向に撓み振動する。その結果、振動軸Ｓ１を中心に振動板の数に応じて変位が蓄積される。そしてこの第１振動部２５Ａ、２５Ｂの振幅によって、ミラー部２６の端部が厚み方向、すなわちＸ軸およびＹ軸に垂直なＺ軸の方向に振動する。その結果、ミラー部２６は振動軸Ｓ１を中心として大きく反復回転振動する。
【００３７】
なお、第２振動部２３Ａ、２３Ｂにも第１振動部２５Ａ、２５Ｂと同様に振動電極が配置されている。そのため、Ｘ軸方向の振動軸Ｓ２を中心に振動板の数に応じて変位が蓄積する。その結果、ミラー部２６を内部に設けられた第１枠体２４は振動軸Ｓ２を中心として大きく反復回転振動する。このような光学反射素子の基本的な構成は例えば、国際公開第２０１０／１２２７５１号に開示されている。
【００３８】
次に図４Ａ〜図４Ｆを参照しながら光学反射素子２１の製造方法を説明する。図４Ａ〜図４Ｆはそれぞれ、図１に示す光学反射素子の製造方法を示す断面図である。
【００３９】
まず、図４Ａに示すように下層３１Ａと中間層３１Ｂと上層３１Ｃから構成される積層基板３５を準備する。そして上層３１Ｃの上に下部金属層３２を形成する。次に、下部金属層３２の上に圧電体により圧電膜３３を形成する。さらに圧電膜３３の上に上部金属層３４を形成する。下部金属層３２、圧電膜３３、上部金属層３４はスパッタ等により順に積層して形成することができる。
【００４０】
次に弾性樹脂層（図示せず）をエッチングマスクとして用い、ＩＣＰドライエッチングによって図４Ｂに示すように、下部金属層３２と、圧電膜３３と、上部金属層３４の一部を除去する。
【００４１】
次に図４Ｃに示すように、下部金属層３２と、圧電膜３３と、上部金属層３４を除去して露出した上層３１Ｃの一部をエッチング処理する。これにより、ミラー部２６となる振動部３６と、第１枠体２４となる枠体上部３７Ａと、背景に隠れている第１振動部２５Ａ，２５Ｂを形成する。
【００４２】
次に図４Ｄに示すように、振動部３６、枠体上部３７Ａ等の上に感光性樹脂からなる弾性樹脂層３９を形成し、その後、図４Ｅに示すように下層３１Ａをエッチング処理する。これにより、内保護梁２７となる梁部３８と、第１枠体２４となる枠体下部３７Ｂを形成する。
【００４３】
そして、図４Ｆに示すように、中間層３１Ｂをエッチング処理して、振動部３６の下方の中間層３１Ｂを除去して、ミラー部２６と内保護梁２７とを形成する。最後に、弾性樹脂層３９を除去して第１枠体２４およびその内部の各部位が完成する。弾性樹脂層３９は下層３１Ａや中間層３１Ｂをエッチングする際の補強としても機能する。なお、これらの手順と並行して、第２振動部２３Ａ、２３Ｂ、外保護梁２８Ａ、２８Ｂも形成することができる。
【００４４】
ここで下層３１Ａ、上層３１Ｃの材料としては、シリコンやガラス、石英、ステンレスなどの金属が挙げられる。本実施の形態では、ウエットエッチングやドライエッチングなどの薄膜形成技術により、所望の形状に加工できる、微細加工に適したシリコンを用いている。なお、表層には二酸化ケイ素などの絶縁層が形成されていることが好ましい。下部金属層３２としては、圧電膜３３の結晶配向性を高める観点から、白金などが好ましく、圧電膜３３としては、高い圧電特性を有するチタン酸ジルコン酸鉛などが挙げられる。また上部金属層３４は、金などで形成できる。
【００４５】
この製造方法によれば、従来の製造プロセスの一部を変更するだけで、Ｚ軸方向の衝撃対策を施した一体構造を有する光学反射素子２１を容易に製造することができる。また内保護梁２７と第１振動部２５Ａ、２５Ｂとのギャップ、あるいは外保護梁２８Ａと第２振動部２３Ａとのギャップや外保護梁２８Ｂと第２振動部２３Ｂとのギャップをサブミクロンの精度でアライメント可能である。そのため、従来構造に比べて顕著にＺ軸方向の耐衝撃性を高めることができる。さらに、光学反射素子２１を一体構造とすることができるので部品点数を増加する必要がなく、量産が容易でコストにおいても優れている。
【００４６】
さらに、内保護梁２７の形状は図５や図６に示すような形状でもよい。図５、図６は本実施の形態における他の光学反射素子の断面図である。
【００４７】
図５に示す構成では、内保護梁２７ＡのＺ軸方向の断面が略台形である。この形状ではミラー部２６側に設けられている上面よりも、その面に対向する下面が広くなっている。そのため衝撃部材としての強度が向上する。また、図６に示す構成では、内保護梁２７Ｂの、ミラー部２６側の面に凸部が設けられ、その面に対向する下面が上面より広くなっている。この形状であれば、クッション性に優れ、ミラー部２６の振動をうまく吸収することができ衝撃部材としての優れた効果を発揮する。さらにこの形状では、製造プロセスも容易になる。
【００４８】
なお内保護梁、外保護梁の形成方法は上述の方法に限定されない。たとえば、従来の光学反射素子の内枠（第１枠体２４に相当）、外枠（第２枠体２２に相当）に、接着等によって内保護梁、外保護梁を貼り付けてもよい。しかしながら上述のように、内保護梁、外保護梁を第１枠体２４、第２枠体２２と一体に形成することで、内保護梁、外保護梁の耐久性が向上し、その結果、光学反射素子の信頼性が向上する。
【００４９】
次に、本実施の形態による異なる光学反射素子について、図７を参照しながら説明する。図７は本発明の実施の形態における他の光学反射素子の上面斜視図である。
【００５０】
図１、図２に示す光学反射素子２１では、ミラー部２６の反射面と反対側の下面側に内保護梁２７と外保護梁２８Ａ、２８Ｂが設けられている。これに対し、図７に示す光学反射素子４１では、ミラー部２６の反射面が設けられた上面側に内保護梁２７Ｃ、２７Ｄが設けられている。これ以外の構成は光学反射素子２１と同様である。
【００５１】
内保護梁２７Ｃ、２７Ｄはそれぞれ、第１枠体２４の内側の対向部分からミラー部２６へ向けて形成され、第１振動部２５Ａ、２５Ｂの振動軸Ｓ１と所定の間隔をおいて平行に対向している。また内保護梁２７Ｃ、２７Ｄはミラー部２６の上方を避けて、ミラー部２６の上方を開放するように形成されている。そのため、ミラー部２６の反射面への光の入射や反射面からの出射に内保護梁２７Ｃ、２７Ｄは影響しない。この構成でも第１振動部２５Ａ、２５ＢのＺ軸方向の過剰な変位を抑制することができる。
【００５２】
なお図２を参照して説明したように、ミラー部２６の反射面の裏側に内保護梁２７を設ける場合、反射面に内保護梁２７が干渉しない。そのため、内保護梁２７Ｃ、２７Ｄのように分割しなくてもよい。また第１振動部２５Ａ、２５Ｂの共振周波数は、第２振動部２３Ａ、２３Ｂの共振周波数より１桁以上高いため、ミラー部２６が第１枠体２４のように外部衝撃などで水平方向に変位することは少ない。そのため、外保護梁２８Ａ、２８Ｂのように分割しなくてもよい。
【００５３】
なお、図７の構成に加え、光学反射素子２１と同様に外保護梁２８Ａ、２８Ｂを設けてもよい。このように、外保護梁２８Ａ、２８Ｂと、内保護梁２７あるいは内保護梁２７Ｃ、２７Ｄとは、それぞれ個別に機能する。したがってどちらか一方のみを設けても効果を奏し、どのように組み合わせてもよい。
【００５４】
なお、第１枠体２４第２枠体２２およびの外形は長方形に限定されるものではなく、正方形や円形、楕円形であってもよい。
【００５５】
また図１、図７に示すように２次元に振動軸Ｓ１、Ｓ２を有する構成以外に、１次元に振動軸を有する構成の光学反射素子に本実施の形態による保護梁を適用してもよい。すなわち、第１枠体２４およびその内部に形成された第１振動部２５Ａ、２５Ｂ、ミラー部２６で構成された光学反射素子に保護梁を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の光学反射素子は、耐衝撃性、機械的信頼性に優れている為、車載用に用いられるヘッドアップディスプレイなどに有用である。また高信頼性が求められる小型ディスプレイやヘッドマウントディスプレイなどの小型画像投影装置、レーザープリンタ、電子写真装置に有用である。
【符号の説明】
【００５７】
２１，４１    光学反射素子
２２    第２枠体
２３Ａ，２３Ｂ    第２振動部
２４    第１枠体
２５Ａ，２５Ｂ    第１振動部
２６    ミラー部
２７，２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ    内保護梁
２８Ａ，２８Ｂ    外保護梁
１４Ａ，１４Ｂ    振動電極
Ｓ１，Ｓ２    振動軸
３１Ａ    下層
３１Ｂ    中間層
３１Ｃ    上層
３２    下部金属層
３３    圧電膜
３４    上部金属層
３５    積層基板
３６    振動部
３７Ａ    枠体上部
３７Ｂ    枠体下部
３８    梁部
３９    弾性樹脂層
２４１    第１辺
２４２    第２辺
２４３    第３辺
２４４    第４辺
２２５    第５辺
２２６    第６辺
２２７    第７辺
２２８    第８辺
【図１】
2011121946.tif 000003
【図２】
2011121946.tif 000004
【図３】
2011121946.tif 000005
【図４Ａ】
2011121946.tif 000006
【図４Ｂ】
2011121946.tif 000007
【図４Ｃ】
2011121946.tif 000008
【図４Ｄ】
2011121946.tif 000009
【図４Ｅ】
2011121946.tif 000010
【図４Ｆ】
2011121946.tif 000011
【図５】
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【図６】
2011121946.tif 000013
【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年7月13日(2011.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠体と、
前記枠体の内側の対向部分に外端がそれぞれの支持された一対のミアンダ形の振動部と、
反射面を有し、前記振動部のそれぞれの内端で支持されたミラー部と、
前記枠体の内側の前記対向部分のそれぞれから前記ミラー部へ向けて形成され、前記振動部の振動軸と所定の間隔をおいて平行に設けられた一対の保護梁とを備え、
前記一対の保護梁は前記ミラー部の前記反射面の反対側に形成され、前記ミラー部に対向する位置で互いに繋がった、
光学反射素子。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
第１枠体と、
前記第１枠体の内側の第１対向部分にそれぞれの外端が支持された一対のミアンダ形の第１振動部と、
反射面を有し、前記第１振動部のそれぞれの内端で支持されたミラー部と、
前記第１枠体が内側に配置された第２枠体と、
前記第２枠体の内側の第２対向部分に外端が支持され、内端で前記第１枠体を支持するとともに、振動軸が前記第１振動部の振動軸と直交している一対のミアンダ形の第２振動部と、
前記第２枠体の内側の前記第２対向部分のそれぞれから前記第１枠体へ向けて形成され、前記第２振動部の振動軸と所定の間隔をおいて平行に設けられた一対の外保護梁と、を備え、
前記一対の外保護梁は前記ミラー部の前記反射面の反対側に形成された、
光学反射素子。
【請求項４】
前記外保護梁のそれぞれの先端と前記第１枠体との間には間隔がある、
請求項３記載の光学反射素子。
【請求項５】
前記第１枠体の内側の前記対向部分のそれぞれから前記ミラー部へ向けて形成され、前記第１振動部の振動軸と所定の間隔をおいて平行に設けられた一対の内保護梁をさらに備えた、
請求項３記載の光学反射素子。
【請求項６】
前記一対の内保護梁は前記ミラー部の前記反射面の反対側に形成され、前記ミラー部に対向する位置で互いに繋がっている、
請求項５記載の光学反射素子。
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月26日(2012.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態における光学反射素子の上面斜視図
【図２】図１に示す光学反射素子の下面斜視図
【図３】図１に示す光学反射素子の第１振動部の斜視図
【図４Ａ】図１に示す光学反射素子の製造方法を示す断面図
【図４Ｂ】図１に示す光学反射素子の製造方法における図４Ａに続くステップを示す断面図
【図４Ｃ】図１に示す光学反射素子の製造方法における図４Ｂに続くステップを示す断面図
【図４Ｄ】図１に示す光学反射素子の製造方法における図４Ｃに続くステップを示す断面図
【図４Ｅ】図１に示す光学反射素子の製造方法における図４Ｄに続くステップを示す断面図
【図４Ｆ】図１に示す光学反射素子の製造方法における図４Ｅに続くステップを示す断面図
【図５】本発明の実施の形態における他の光学反射素子の断面図
【図６】本発明の実施の形態におけるさらに他の光学反射素子の断面図
【図７】本発明の実施の形態における他の光学反射素子の上面斜視図
【図８】従来の光学反射素子の斜視図
【国際調査報告】
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